機械密封(Mechanical Seal)又稱端面密封,是旋轉軸用動密封。機械密封性能可靠,泄露量小,使用壽命長,功耗低,毋須經常維修,且能適應于生產過程自動化和高溫、低溫、高壓、真
機械密封(Mechanical Seal)又稱端面密封,是旋轉軸用動密封。機械密封性能可靠,泄露量小,使用壽命長,功耗低,毋須經常維修,且能適應于生產過程自動化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強腐蝕性介質、含固體顆粒介質等苛刻工況的密封要求。一、機械密封的定義及結構
機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。
如圖:常見機械密封的結構
二、機械密封的工作原理
機械密封的工作原理如圖:
它是靠彈性構件(如彈簧或波紋管,或波紋管及彈簧組合構件)和密封介質的壓力在旋轉的動環和靜環的接觸表面(端面)上產生適當的壓緊力,使這兩個端面緊密貼合,端面間維持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力,起著潤滑和平衡壓力的作用。
當旋轉軸9旋轉時,通過緊定螺釘10和彈簧2帶動動環3旋轉。防轉銷6固定在靜止的壓蓋4上,防止靜環7轉動。當密封端面磨損時,動環3連同動環密封圈8在彈簧2推動下,沿軸向產生微小移動,達到一定的補償能力,所以稱補償環。靜環不具有補償能力,所以稱非補償環。通過不同的結構設計,補償環可由動環承擔,也可由靜環承擔。由補償環、彈性元件和副密封等構成的組件稱補償環組件。
機械密封一般有四個密封部位(通道),如圖1-2中所示A、B、C、D。A通道是旋轉環與靜止環的端面彼此貼合作相對滑動的動密封,它是機械密封裝置中的主密封,也是決定機械密封性能和壽命的關鍵。因此,對密封端面的加工要求很高,同時為了使密封端面間保持必要的潤滑液膜,必須嚴格控制端面上的單位面積壓力,壓力過大,不易形成穩定的潤滑液膜,會加速端面的磨損;壓力過小,泄漏量增加。所以,要獲得良好的密封性能又有足夠壽命,一定要保證端面單位面積壓力值在最適當的范圍。
B處為靜環7與壓蓋4端面之間的密封;C處為動環3與軸(或軸套)9配合面之間的密封,因能隨補償環軸向移動并起密封作用,所以又稱副密封;D處為壓蓋與泵殼端面之間的密封。B、D、C三處是靜止密封,一般不易泄漏。
三、機械密封的特點
機械密封與軟填料密封相比具有如下優點:
1、密封可靠
在長期運轉中密封狀態很穩定,泄露量很小,其泄露約為軟填料密封的1%;
2、使用壽命長
在油、水介質中一般可達1~2年或更長,在化工介質中一般能工作半年以上;
3、擦功率消耗小
其摩擦功率僅為軟填料密封的10%~50%;
4、軸或軸套基本上不磨損;
5、維修周期長
端面磨損后可自動補償,一般情況下不需經常性維修;
6、抗振性好
對旋轉軸的振動以及軸對密封腔的偏斜不敏感;
7、適用范圍廣
機械密封能用于高溫、低溫、高壓、真空、不同旋轉頻率,以及各種腐蝕介質和含磨粒介質的密封。
但是機械密封也具有缺點:
1、結構較復雜,對制造加工要求高;
2、安裝與更換比較麻煩,并要求工人有一定的安裝技術水平;
3、發生偶然性事故時,處理較困難;
4、一次性投資高。